市政道路橋梁工程的常見病害及施工處理技術分析

張標

（合肥市重點工程建設管理局， 安徽 合肥 230000）

道路橋梁工程屬于基礎性的民生工程建設， 在實際建設過程中， 經常存在主觀和客觀等多種因素， 使得道路橋梁工程運營階段存在多樣化病害問題， 不僅影響日常出行造成大面積擁堵， 甚至會形成道橋安全隱患， 威脅出行人員的生命財產安全。 因此， 在交通事業發達、 人們出行量大的環境下， 針對市政道路橋梁工程病害以及相關處理技術的研究十分有必要。

1 市政道路橋梁工程病害處理原則

1.1 做好前期準備工作

市政道路橋梁工程施工在實施前務必做好前期準備工作， 包括但不僅限于現場勘察、 數據核算、 圖紙設計、 現場模擬、 材料采購、 構件預制等， 需要專業人員針對地質進行勘察， 明確工程中可能會存在的阻礙性因素， 并尋找解決方案。 除了基礎性勘察外， 還需明確項目結構穩定性、 施工周期、 施工階段潛在風險、 道路橋梁施工隊伍選擇等， 完成以上準備工作后開始著手施工。

1.2 優化設計方案實現最大化應用

市政道路橋梁施工對城市來說具有重要價值， 施工過程相對復雜， 涉及的技術繁多且對工序順序要求較高， 想要避免病害問題， 需要從技術應用順序、 階段、 材料性能等多個角度進行精準檢測與管理。 為有效提升施工效率縮短工期， 務必秉持設計方案最大化應用的基本原則， 重點關注方案細節部分， 做好結構設計和施工順序工序， 保證項目計劃可行性， 便于后期技術維護。 同時， 在進行道路橋梁施工質量控制環節需要根據需求選擇最佳工藝技術， 重點關注養護和加固部分。

1.3 突出總體效益

施工整體效益原則主要針對成本和技術工藝中的薄弱部分， 避免其余不合規成本的支出。 從整體施工組織計劃方面需要秉持先易后難的原則， 同時避免工藝交錯， 導致勞動力不足或交通任務計劃不合規等情況。 在施工期間需要盡可能做到獨立， 降低對周圍交通道路的干擾， 可以優先考慮下穿高速交通。

2 工程案例概況

某工程為城市主干道的延長線道路橋梁建設工程， 全長為8.11km， 整體路基土方開挖量為280m，填筑量140 萬m， 上層為雙向六車道SMA瀝青混凝土路面， 寬度26.5m， 路段主線跨線橋跨布3 跨1 聯預應力混凝土連續箱梁。 根據專業工程隊伍提供的地質勘察資料顯示， 該路段建設區域地質情況相對復雜， 前半段地下水為松散孔隙水， 主要補給以自然降雨， 受天氣情況影響較大， 地質條件屬于基巖裂縫性質， 穩定性相對較差。 橋梁部分施工位置地質利用SH30 -2 型鉆機及配套設施， 對粘性土壤和結構進行采樣， 斷塊結構以整體升降為主。 具體底層結構及特征為： 第一層雜填土（0.3 ～1.5m）； 第二層耕土層結構松軟 （1.5 ～3.8m）； 第三層黃褐色亞粘土層（3.8 ～19.2m）， 硬塑， 中壓縮性層狀結構； 第四層深褐、 黃褐色亞粘土層（19.2 ～29.5m）， 很濕軟塑，稍光滑， 人性中等； 第五層（29.5 ～39.0m）， 黃褐色亞粘土， 濕， 硬塑， 中壓縮性， 干強度中等； 第六層灰色亞粘土層（39.0 ～44.1m）， 灰色軟塑， 濕， 稍光滑； 第七層黃色粉砂（44.1 ～55m）， 稍濕， 密實，長石、 石英為主， 粘粒含量低。

3 常見病害問題類型及施工處理技術應用

3.1 道橋工程連接處病害問題及施工處理技術

3.1.1 常見問題及成因

市政道路橋梁接縫處施工裂縫是比較常見的病害問題， 病害成因具體包括以下幾點。

第一， 不科學的橋頭引道設計。 由于橋頭引道設計過程中存在平整度方面的問題， 經常存在“跳車”情況， 在較大負載車輛的持續性通行后， 接頭搭班位置出現裂縫情況， 進一步加劇臺背填土流失造成路面塌陷。

第二， 搭板設計的不合理性。 道路橋梁工程交叉結構會應用搭板防止跳車， 但在運行階段存在斷裂造成安全隱患， 針對這一問題需要參考所建設路段的車流量、 道路橋梁受力情況等， 再根據其數據進行搭板設計工序。

第三， 一些不達標的軟土地基處理。 在針對一些軟土地基進行處理時需要考慮該部分土質的抗壓性、穩定性是否符合建筑需求， 避免出現交叉部分裂縫情況的出現， 做好養護工序。 在此過程中經常存在鉆探密度、 布孔密度等方面的問題， 加之固結法應用不到位影響道路橋梁工程的使用壽命。

3.1.2 施工處理技術

針對市政工程道橋連接縫病害問題的施工技術，需要對路基橋面進行土樁加固處理， 采用高強度的填料進行分層填筑， 并做好壓實工序。 本次工程采用體外預應力加固法， 同時引入折線型體外索保證其抗彎性。 在針對橋頭搭板處理時充分考慮交叉處坡度問題和過渡段長度問題， 一般情況下小型橋梁和大型橋梁所應用的搭板長度分別為5m和9m， 若情況特殊可以適當延長或縮減， 從而控制跳車問題發生率。 在施工時可應用簡支梁方式控制搭板末端厚度， 做好與橋臺、 橋梁之間的配合。 橋頭破損問題應用噴錨施工技術， 根據破損程度利用噴射機并配備相關噴錨設備，利用模板加固法對破損區域進行硅膠材料噴射， 主要針對道路橋梁橋頭結構部分， 提升裂縫粘合性。

在加固處理過程中可設置土工格柵來分散接縫處壓力， 降低變形率改變受力方向。 針對軟基部分應用土木格柵需要遵循由上至下的原則， 根據含水量、 塑性指數、 固結系數以及壓縮系數等力學指標設計施工流程。 為確保橋梁連接處的平整性， 合理設計箱梁預應力張拉方案。 根據案例工程可以應用預應力混凝土連續箱梁， 做好張拉端鋼絞線控制， 應用直徑Φ15.2mm鋼絞線， 中間部分鋼絞線線束由7 根鋼絲捻制， 其中箱梁內管道長度設置為108.2m， 具體施工方案如下： 1） 結合預應力管道的豎向布置情況確定排氣孔和排水孔位置； 2） 利用鋼絞線將兩端張拉，確保其結構穩定性， 控制受力方向； 3） 根據腹板位置確定張拉順序； 4） 明確不同位置預應力絞線張拉長度計算用量。

3.2 市政道路橋梁裂縫病害問題及施工處理技術

3.2.1 常見問題及成因

裂縫病害問題在市政道路橋梁施工中十分常見，造成該問題的原因主要可概括為三種， 第一， 由于長期性的超負荷運營， 加之養護工作不到位， 導致道路橋梁承重效果降低發生蠕動裂縫； 第二， 由于客觀環境影響， 在季節變化期間引起熱脹冷縮； 第三， 橋梁內含水量不均勻， 在維護階段并未進行針對性處理導致其內部產生收縮裂紋（如圖1 所示）。 一般情況下，市政道路橋梁工程對混凝土材料等級的需求為C40 或C50， 部分施工人員在材料檢測階段存在性能不合規的情況， 或相關設備應用不當， 導致檢測數據差異。

圖1 市政道路橋梁裂縫病害

3.2.2 施工處理技術

目前針對市政道路橋梁工程中的裂縫修補技術普遍為灌漿、 填充以及表面涂抹， 需要結合裂縫的實際情況選擇與之相匹配的修補技術。 針對一些雨水沖刷所導致的細小裂縫（少于2mm） 問題， 對整體結構的影響相對較小， 出于成本的考慮， 可以直接應用表面涂抹來修補， 間隔3 ～5min 后涂抹第二次； 反之， 針對一些超負荷所產生的裂縫問題， 無法通過涂抹而填補， 則需要利用灌漿填充方式修補。 修補過程需要做好細節性處理， 3 ～5mm的縫隙可以借助壓縮空氣處理技術， 根據裂縫情況調配熱瀝青或改性瀝青澆筑。此外， 還可借助開槽機實現混合物灌注， 在此過程中需注意混合物必須深入裂縫底部， 科學控制灌注速度， 切忌過快導致內部空層。 完成以上工序后可用烙鐵封住縫隙表面， 再涂抹防水層。 若縫隙在5mm以上， 則要開鑿縫隙兩端， 確保整個寬度在5mm以上，再向內深入挖掘10 ×6mm的坑洞進行雜質清理， 并利用環氧樹脂漿修補。 完成裂縫修補后進行瀝青灌注和粘油層涂抹工序， 確保整體結構粘結度合理。 最后， 在養護階段可加入玻璃纖維布維護結構穩定性。

3.3 地基沉降不均勻問題及施工處理技術

3.3.1 常見問題及成因

沉降問題極易造成往來車輛跳車風險， 影響正常出行， 造成這一問題的技術性原因主要在于臺背部分橋臺填土處理技術。 在實際施工過程中， 需要根據建設需求進行背土壓實， 但由于技術的缺失使得壓實過程存在不均勻的特點， 與建筑指標不符。 加之日常車輛通行的承載問題， 進一步加劇道路橋梁表面沉降問題， 發生塑性形變， 造成一定安全隱患。

3.3.2 施工處理技術

針對軟基部分需要優先做好沉降維護工序， 在施工過程中確保端橋臺背垂直， 同時水平拉錨并控制鋼板距離， 約75 ～80cm之間， 若存在錨板破損情況，則仍要保留其原錨板并進行邊界處理。 本工程針對沉降問題采用臺背回填技術， 在施工前期需優先對回填材料進行性質檢測， 并結合現場濕度、 地質類型等進行測量， 保證回填材料符合工程需求指標。 根據資料顯示， 案例工程由于土質條件穩定性不佳， 因此回填材料需具有壓縮性低、 強度好、 透水性強的性質，能夠最大限度降低沉降問題發生率。 回填中盡可能采用換填輕質材料法， 保證基面穩定性， 此過程切忌有其他雜質混入。 比較常用的材料為聚苯乙烯EPS 材料和粉煤灰。 為進一步發揮換填法優勢， 可以利用增設點井的方式降低地下水位避免過度沉降， 實現聚苯乙烯才EPS 材料優勢， 提升承載力。 該項技術落實時還需施工人員測量土壤塑限和液限， 保證壓實度提升穩定性。 以上為回填材料密實度不足的情況和處理方法， 若回填材料剛度較強， 則可以減少水泥層， 做到剛柔適度。

3.4 鋼筋腐蝕問題及施工處理技術

3.4.1 常見問題及成因

市政道路橋梁建設中， 主要承重材料以鋼筋為主， 部分鋼筋材料表面會與其他混凝土或外加劑材料會發生一定反應， 造成鋼筋銹蝕影響整體結構穩定性。 鋼筋腐蝕病害的成因包括很多， 例如施工人員對鋼筋混凝土養護不到位， 混凝土表面存在開裂情況，導致鋼筋被迫暴露在空氣中， 一旦與外部雨水或存在硫化成分的物質接觸， 表面會形成三氧化二鐵附著，元素被析出后材料的硬度和厚度均發生改變， 出現明顯銹蝕問題， 市政道路橋梁韌性和承載力降低。 此外， 在施工過程中為避免損傷鋼筋， 會在存儲過程中進行一些表面保護處理的工序， 若保護厚度不符合需求， 則無法起到隔絕效果， 加大鋼筋被破壞風險。

3.4.2 施工處理技術

若缺乏混凝土對鋼筋表面的保護， 會造成大面積氧化及銹蝕情況影響鋼筋強度， 對市政道路橋梁工程質量產生一定影響。 針對鋼筋應用保護性技術可以從混凝土的角度出發， 適當增加混凝土厚度形成良好保護效果， 除了基礎的覆蓋層外， 還需涂抹封閉層、 砂漿層以提升其性能。 為有效提升混凝土密度， 還可以在混凝土材料中添加爐渣、 硅粉等材料， 在密度提升后會導致其孔隙率和碳化速度降低， 攪拌時間也需要根據增加量而延長， 保證混凝土密實性。 在檢驗過程中需要相關人員明確以下五項操作： 1） 比較常見的防腐措施為添加鋼筋防腐劑， 能夠有效延長鋼筋壽命， 所應用的砂漿中含有抗氧化成分， 對鋼筋結構形成防護， 使其表面鈍化涂層更加飽滿。 在應用過程中務必注意鋼筋直徑問題， 避免高滲透率的水泥傷害防銹層； 2） 應用環氧涂層和鍍鋅涂層， 提升防腐介質穩定性； 3） 針對鋼筋的保護可以應用電學技術中的陰極保護措施， 利用通電法形成陰極降低腐蝕速度，直接降低混凝土對鋼筋的腐蝕程度； 4） 利用高強混凝土， 有效降低氯離子影響， 提升電阻率緩減腐蝕速率； 5） 針對雨水浸入混凝土導致的鋼筋表面腐蝕情況， 需要在混凝土表面做好隔絕工序， 避免混凝土表面開裂。

除此之外， 造成鋼筋混凝土腐蝕的因素還有堿性腐蝕， 一般以雨水和工程底部滲水所造成的。 針對這一客觀因素無法精準避免， 可以從回流保護裝置的角度展開思考， 可以從以下三個角度解決此類問題給：1） 針對堿性腐蝕問題， 施工人員可以利用刷子刷洗，適用于小部分腐蝕； 2） 針對面積較大且腐蝕程度相對嚴重的部分可以用高壓水槍進行沖洗； 3） 若鋼筋上有堿痕跡， 可以嘗試應用稀釋后的弱酸進行沖洗，完全沒有遺留痕跡后再利用防水卷材。

鋼筋問題是市政道路橋梁安全質量的關鍵性因素， 其耐久性與安全性直接關乎工程使用壽命， 出現倒塌、 斷裂情況， 嚴重威脅車輛和行人的生命。 造成鋼筋腐蝕的因素很多， 腐蝕機理極為復雜， 相關人員務必做好混凝土材料成分、 施工設計以及鋼筋密度性能等多種檢測， 結合路橋承載力需求實現科學預防，設置多重保障。

3.5 坑槽病害問題

3.5.1 常見問題及成因

市政道路橋梁工程中， 坑槽問題對交通通行也造成一定影響， 長期維護不到位會使得路面松動， 開裂問題加劇。 造成這一問題的原因主要在于水損和油損兩部分， 機動車在行駛過程中難免會留下部分機油， 不斷積少成多， 與瀝青混合料之間發生反應， 導致路面材料松散， 在這種環境下道路荷載進一步加劇坑槽病害。 除了人為性因素外， 已經發生破損的路面在雨水的沖刷下會導致孔隙被擴大， 且路基層滲水愈發嚴重， 在荷載壓力的影響下， 基層細料會逐漸灰漿化， 造成基層與瀝青面脫離， 甚至網裂， 車輪行進過程摩擦地面帶走部分基層材料， 長此以往出現嚴重坑槽病害。

3.5.2 施工處理技術

瀝青材料的抗老性和粘附性均比較強， 在市政道路橋梁施工中發揮重要價值， 需要合理調配集料確保級配設計合理， 滿足目標建設區域的工程質量需求，完成對混合料的碾壓以及攤鋪， 重點關注出廠質量檢測部分， 確保瀝青面層整體的密實度和平整度。 除了對瀝青自身的維護外， 還需關注路面的整體情況， 由于造成坑槽病害的客觀原因之一在于雨水沖刷， 因此在施工處理時需要確保路面排水通暢性， 降低路面積水情況， 定期進行路面質量檢測并做到科學維修。 除了受損程度較大的坑槽病害問題外， 需要重點關注一些面積較小的松散、 沉陷問題， 并進行科學預防， 以免病害問題擴大形成坑槽導致市政道路問題惡化。

在實際治理修復過程中， 可以選擇熱補法或冷補法。 其中熱補法主要利用瀝青集料的熱熔特點進行熱維修， 選用加熱倉保溫熱料直接對坑槽展開作業， 整個過程不存在對原坑槽的處理， 只需利用新材料填滿， 并應用壓實機壓實即可。 根據坑槽情況確定養護周期， 并對接縫位置進行加熱處理， 從而滿足應急需求。 反之， 冷補法的步驟相對復雜， 秉持“圓洞方補” 的基本原則， 將路面橋面病害問題進行包裹補線， 需要優先進行坑槽體積測試， 再利用冷料進行填充， 可根據情況加入適量界面劑。 冷補法的優勢在于施工便捷， 普遍用于一些急性坑槽問題， 但由于物料流動性相對較差， 在修補過程中需要消耗更大壓實力， 物料成本相對較高不適宜全線處理。

4 其他施工處理技術

在市政道路橋梁病害處理施工時， 需要做到與時俱進， 利用新型技術實現對道路橋梁質量的控制， 有效規避病害問題， 降低對出行人員的消極影響。 例如建設區域大部分為軟土質環境， 可以應用粉噴柱加固處理技術， 重點解決一些保水性較大的問題， 并借助深層攪拌技術確保地基進行穩定性并改變其性質， 將石灰、 水泥等物質作為地基土質的固化劑， 利用其所生成的物理反應或化學反應提升土質穩定性。 在應用噴粉柱加固處理技術中涉及淺層密實法和深層密實法兩種， 其中淺層部分的處理方式包括以下幾種。

1） 機械碾壓法。 其原理在于挖出淺層軟土組織，并進行分層式的回填和夯實， 回填材料普遍為具有低透水性、 高承載力和抗壓性的砂石墊層、 粉灰墊層等材料， 從而降低土壤膨脹系數和濕陷性， 實現對其性能的改造。 這類方式主要適用于淺層非飽和軟基、 膨脹性地基以及雜填土地基， 但一般情況下僅限于3 ～5m的施工， 若遇到地下水還需附加相關排水措施。

2） 平板震動法。 基本原理與機械碾壓法別無二致， 差距在于適用于無粘性、 透水性強的雜填地基，針對濕陷性黃土僅限于地表以下5m以內的工程。

3） 強夯擠密法。 其原理在于通過邊擠淤、 邊強夯的方式在地基中形成碎石柱體降低沉降情況， 適用于淤泥土質。

4） 爆破法。 通過振動防止土體變形， 從而提升地基承載力， 適用于一些飽和性砂環境、 濕陷性黃土、 粉土等。

針對深層密實法的施工應用技術包括以下幾點。

1） 排水固結法。 其原理在于應用抽水、 加壓、電滲的方式提升土質強度。 安裝豎向排水井， 以固結的方式垂直插入排水柱， 降低流經長度和速度， 從而提升抗剪切能力。 針對豎向排水固結法可以利用塑料板排水和沙井這兩種工藝， 這里重點介紹沙井工藝， 采用螺旋鉆震動以帶出水分， 但需要配合其他排水裝置， 同時， 為了規避土層下沉問題， 還需要根據施工區域實際情況明確沙井寬度， 以滿足預期效果。

2） 強夯法。 操作過程中應用強大的夯擊能實現對深層土的密實度動力固結， 從而實現對濕陷度、 膨脹系數以及液化性的控制， 對厚度為6m以下的軟土層采用碎石填補方式形成3 ～6m高的碎石柱體， 打造負荷地基。 主要適用于一些碎石土、 砂石以及低飽和度的濕陷性土。 其缺陷在于施工過程中存在較大噪音， 需要配備一定消音措施。

3） 擠密法。 利用擠密或振搗方式同時進行復合型物料回填工序， 其中包括碎石、 灰土、 砂石以及礫石等， 形成復合地基提升承載力。 該方式中灰土樁和土樁適用5 ～10m深度地下水位的濕陷性黃土、 粘性土以及雜填土等， 其優勢在于性質均勻。

4） 加筋法。 通過加筋土、 土錨以及錨板的方式，其原理在于鋪設土工合成材料， 利用鋼筋、 鋼帶或玻璃纖維等物質進行拉筋處理， 亦可在軟土層安裝樁體提升穩定性， 利用復合型結構提升市政道路橋梁工程的抗壓、 抗剪以及抗彎功能。 一般適用于路堤、 擋墻結構， 土坡穩定性較高。

瀝青混凝土作為市政道路橋梁工程的重要組成部分， 為有效提升其質量， 需要相關人員掌握抗剝落技術。 就目前來看， 我國大部分工程在集料拌合的過程中主要以玄武巖材料為主， 能夠有效提升瀝青混凝土的防滑質量。 但由于部分瀝青的粘結性較差， 無法與其他物料完全拌合， 這是導致沉降、 坑槽等病害問題加劇的原因之一。 因此， 在實際應用過程中可以在其中融入添加劑以保證其粘黏性。 在抗剝落劑應用時需要與玄武巖和瀝青充分結合， 確保市政道路橋梁瀝青質量合規。 針對部分市政道路橋梁工程中存在的表面侵蝕問題， 首先需要結合工程實際情況進行日常清理， 包括對路面的砂石、 水分等； 其次， 若在檢驗過程中發現存在路面腐蝕， 則要對被剝離位置進行修補。

5 結語

綜合來看， 我國正處于經濟飛速發展的重要時期， 加之城市面積的不斷擴張， 市政道路橋梁工程對于人們日常生產生活產生重要影響， 因此務必提升對其質量的重視程度， 關注常見病害問題加強施工技術創新及優化。 本文匯總相關文獻， 并結合工程案例展開對道路橋梁工程病害問題的深度剖析， 并給予針對性解決方案， 重點關注前期準備、 材料選擇、 建筑結構以及操作水平等多個角度給予相關方案， 從而實現科學預防， 有效規避意外的發生， 為人們交通安全和城市區域經濟發展提供基礎保障。